Pierwsze sieci telefonii komórkowej powstały w XX wieku w celu szybkiej komunikacji między ludźmi w różnych lokalizacjach. Podczas gdy pierwsza generacja (1G) analogowej sieci komórkowej już nie istnieje, druga generacja (2G ) jest nadal aktywna dzięki standardowi GSM wprowadzonemu w 1991 roku.
Gdzie używany jest GSM? Do czego służy moduł GSM? Nasz przewodnik odpowiada na najważniejsze pytania.
Skrót ten oznacza „Global System for Mobile Communications”, drugą generację sieci telefonii komórkowej.
W przeciwieństwie do poprzedniej generacji, GSM oprócz telefonii i wiadomości tekstowych umożliwia także przeglądanie stron internetowych za pośrednictwem usługi GPRS (General Packet Radio Service).
Chociaż przesyłanie danych przez Internet za pomocą sieci 2G nie jest już dziś interesujące ze względu na niską szybkość transmisji danych, moduły te są nadal używane, gdy konieczne jest niezawodne przesyłanie danych, np. zmierzonych wartości lub alarmów.
GSM w porównaniu do UTMS, LTE, 5G i GPS
Wiele skrótów może szybko doprowadzić do nieporozumień. Oto krótki przegląd najważniejszych kombinacji liter i ich znaczeń w kontekście telefonii komórkowej:
GSM drugiej generacji osiągnął swoje limity przepustowości do codziennego użytku w transmisji danych, więc sieć 3G została rozszerzona, a UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) stał się standardem 3G od około 2004 roku.
Po tej trzeciej generacji nastąpiło LTE (standardy Long-Term Evolution), czwarta generacja, która została nazwana 4G ze względów marketingowych, chociaż technicznie była to 3,9G. LTE i rozszerzenie LTE-Advanced (4G+) są najbardziej rozpowszechnione, ale są stopniowo zastępowane przez piątą generację (5G).
LTE działa już znacznie wydajniej niż UMTS. Jednak sieć GSM pozostaje aktywna i służy jako sieć bezpieczeństwa dla komunikacji mobilnej.
Podczas gdy GSM, UMTS, LTE i G5 są standardami telefonii komórkowej, moduł GPS należy do innej kategorii: GPS to „Globalny System Pozycjonowania” z USA i umożliwia określenie aktualnej pozycji poprzez kontakt urządzeń GPS z satelitami nad Ziemią. Europejskim odpowiednikiem jest system pozycjonowania Galileo.
Obecnie dostępne są bardziej wydajne standardy komunikacji radiowej, dlatego GSM jest wykorzystywany do monitorowania w różnych obszarach.
Monitorowanie pacjentów
GSM-domowy system alarmowy cieszy się dużą popularnością. Osoby zagrożone noszą nadajnik na nadgarstku lub szyi, dzięki któremu mogą jednym przyciskiem wezwać pomoc. Powiadomienia w formie SMS są wysyłane na wcześniej zdefiniowane numery telefonów.
Monitorowanie pojazdów (system eCall)
Wbudowane w pojazdy moduły GSM umożliwiają wysłanie alarmu w razie wypadku podczas jazdy. Połączenie z modułem GPS pozwala na przesłanie dokładnej lokalizacji.
Technologia bezpieczeństwa w domu
Moduły te znajdują zastosowanie również w ochronie domów, domków letniskowych czy kamperów, gdzie są połączone z czujnikami. Wykrycie ruchu przez podłączony detektor uruchamia alarm, który przesyła powiadomienie SMS.
Ogólne monitorowanie urządzeń
Systemy nadzoru są wykorzystywane także na statkach, w kontenerach, serwerowniach oraz w instalacjach chłodniczych i grzewczych. Alarm uruchamia się w przypadku przekroczenia dopuszczalnych poziomów czy temperatur.
System Global System for Mobile Communications (GSM) działa w ustalonym zakresie częstotliwości od 800 do 2100 MHz. W przeciwieństwie do technologii 1G, która była analogowa, standard 2G opiera się wyłącznie na cyfrowych metodach transmisji. Sygnały są przekształcane w fale elektromagnetyczne o wysokiej częstotliwości i przesyłane przez sieć komórkową. Dzięki cyfrowej technologii GSM jest bardziej odporne na zakłócenia. Przy wykorzystaniu samej sieci GSM prędkość transmisji danych wynosi 9,6 kbit/s (z GPRS do 55,6 kbit/s), co jest wystarczające do użycia jako system alarmowy.
Sygnały nadawane przez nadajnik są modulowane (w formie zer i jedynek) i demodulowane przez odbiornik, który tłumaczy je na właściwą wiadomość. Struktura sygnałów oraz proces transmisji są znormalizowane na całym świecie, co umożliwia jednolite wykorzystanie GSM zarówno na poziomie krajowym, jak i międzynarodowym.
Interfejsy
Moduły GSM mogą być wyposażone w różne interfejsy w zależności od ich zastosowania.
Wiele modułów posiada gniazdo na kartę SIM, umożliwiające dostęp do sieci GSM. Karta SIM może być związana z abonamentem lub działać w modelu prepaid. Modemy GSM oferują natomiast gniazdo na kabel LAN.
Nowoczesne urządzenia często wyposażone są w port USB, co ułatwia wymianę danych.
Aby umożliwić integrację starszych urządzeń, dostępne są moduły GSM z wtykiem RJ11 oraz interfejsem szeregowym RS-232, kompatybilne z komputerami wyprodukowanymi przed 2010 rokiem.
Aby wzmocnić sygnały radiowe, moduły często wyposażone są w złącze FME, umożliwiające podłączenie dodatkowego okablowania antenowego.
Niektórzy producenci oferują swoje moduły z wbudowaną anteną GSM, podczas gdy w innych przypadkach zaleca się jej zakup w celu zwiększenia wydajności.
Dostępne są także moduły z wejściami analogowymi, które pozwalają na podłączenie zewnętrznych urządzeń.
Do takich urządzeń należą różne czujniki, które w razie potrzeby przesyłają wyniki pomiarów za pośrednictwem sieci GSM do upoważnionych osób.
Należy zapewnić wystarczający odbiór w miejscu użytkowania, aby zagwarantować niezawodną transmisję. W tym celu antena musi być wystarczająco mocna. Chociaż wiele modeli ma wbudowaną antenę, często zaleca się uzupełnienie urządzenia o antenę zewnętrzną za pośrednictwem interfejsu FME.
Różne moduły oferują także inne funkcje. Najważniejsze opcje obejmują:
-
Liczba numerów telefonów, które można zdefiniować dla alarmowych wiadomości tekstowych
-
Wysyłanie wiadomości alarmowej na adres e-mail
-
Wyjścia przełączające
-
Połączenie z GPS, a tym samym zapytanie o lokalizację GPS
-
Aktualizacje przez USB i SMS